煤矿综掘小煤柱2m长距离大断面支护技术

1、附件1：兴隆庄煤矿科学技术进步奖申报书申报单位（章）项目名称小煤柱（2m）长距离大断面沿空掘巷的支护技术研究完成单位兴隆庄煤矿综掘二队协作单位技 术 科主要完成人员韩纪志 刘洪儒 胡兰田 王金海 张照允 张永良 刘 中 王爱杰 龚亚光 籍小志 姜 军组织鉴定（验收、评议）单位、时间技术水平申奖等级本成果曾获上级奖励情况获奖时间奖励名称奖励等级授奖单位成果主要内容(立项背景、主要研究内容、技术经济指标、促进科技进步作用)1、【立项背景】兴隆庄煤矿综放工作面目前普遍采用留4m煤柱沿空掘巷的巷道布置方式，但是由于煤层赋存较厚（8-9m），煤柱损失较大，随着3煤可采储量的减小，如何进一步减小煤柱宽度，

2、提高煤炭回收率，有重要意义。随着开采深度的增加，现有的留4m左右煤柱掘进的巷道变形较严重，维修工作量较大，且防灭火工作量也较大。实践表明，现有的留4m左右煤柱并不能起到有效的护巷作用，反而增加了煤柱水平变形，并使底鼓变形加剧。因此，本课题提出了采用2m小煤柱沿空掘巷方案，以解决上述问题。2、【主要研究内容】在煤柱两侧采取较强的护帮措施，并进行全长锚固的锚杆支护，和较好的预紧力。顶板也采用全长锚固或加长锚固，并采用锚索加强顶板并加强超前支护问题。3、【技术经济指标】本项目的研究成功后，使现有留设煤柱（4m左右）改为2m煤柱，提高煤炭回收率，再考虑减小的巷道维修费用等，直接经济效益非常可观。本项目

3、的经济效益十分显著。4、【促进科技进步作用】（1）可较好地解决兴隆庄煤矿巷道变形的问题，有利于创造井下适宜的工作环境，以保障职工的人身健康安全；（2）为今后兴隆庄煤矿沿空小煤柱掘进和巷道支护提供技术支持和经验；（3）在巷道掘进中，本项目尤其适用于煤层埋藏浅和地质构造相对稳定的采区；（4）本项目由于采用了小煤柱掘进，提高了煤炭回收率，创造了很大的经济和社会效益。二、关键技术及创新点1、【关键技术】（1）采用小煤柱沿空掘进，沿空侧采用矩形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1500mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆，实体煤侧采用梯形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1800mm，20mm

4、的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆。顶板采用梯形钢带和锚索联合支护的方式，均匀布置六颗长2450mm，22mm的T型锚杆。（2）考虑偏心受压、动载作用、流变情况下的2m小煤柱稳定性；并进行全长锚固的锚杆支护，和较好的预紧力。顶板也采用全长锚固或加长锚固，并采用锚索加强顶板并加强超前支护问题。（3）在巷道维护期间，加强矿压观测，每隔30米顶板和两帮各打一个离层仪，观测顶板和两帮的变形量。2、【创新点】研究出适合兴隆庄煤矿小煤柱沿空巷道有效支护方式，总结出靠近采空区边缘的应力降低区，同时可以实现与采空区的有效隔离，解决正常掘进、通风及防灭火问题。三、推广应用情况此项技术在我矿3306综放工作

5、面、B4318综放工作面、B4320综放工作面三个工作面的巷道掘进中得到了应用，在回采过程中也满足了行人、运输、通风的需要，取得了很好的效果。四、经济效益和社会效益（经济效益：成果应用后实际年创产值、利润数，或增收、节支数，应有计算依据）1、项目的研究成功后，使现有留设煤柱（4m左右）改为2m煤柱，由于我矿煤层的平均厚度为8.6m，每米就可多产出22.7t左右，按每吨500元计算，产值11350元。以3306综放工作面为例，上顺槽长度为860m，可多出煤19522t，产值为970多万元，直接经济效益非常可观。本项目的经济效益十分显著。2、本项目采用的支护方式，材料节约，施工方式简单，减少了工人

6、的劳动强度，有很好的社会和经济效益。3、在我矿的巷道掘进中，遇到沿空掘巷的情况比较多，本项目尤其适用于煤层埋藏浅和地质构造相对稳定的采区，对解决沿空掘巷的问题提供了很好的技术支持。4、在巷道维护过程中加强矿压观测，使该技术在今后的巷道施工过程中日趋完善。评 审 意 见申报单位审查意见 负责人： （公章） 年 月 日 专业评审组评审意见组长： 成员： 年 月 日评审委员会审批意见主任： 年 月 日备注附件2：应用证明成果名称小煤柱（2m）长距离大断面沿空掘巷的支护技术研究使用单位兴隆庄煤矿综掘二队应用起止时间2007年10月至今应用情况（技术、经济效益）：【技术】（1）采用小煤柱沿空掘进，沿空侧

7、采用矩形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1500mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆，实体煤侧采用梯形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1800mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆。顶板采用梯形钢带和锚索联合支护的方式，均匀布置六颗长2450mm，22mm的T型锚杆。（2）考虑偏心受压、动载作用、流变情况下的2m小煤柱稳定性；并进行全长锚固的锚杆支护，和较好的预紧力。顶板也采用全长锚固或加长锚固，并采用锚索加强顶板并加强超前支护问题。（3）在巷道维护期间，加强矿压观测，每隔30米顶板和两帮各打一个离层仪，观测顶板和两帮的变形量。【经济效益】（1）本项目的研究成功后

8、，使现有留设煤柱（4m左右）改为2m煤柱，由于我矿煤层的平均厚度为8.6m，每米就可多产出22.7t左右，按每吨500元计算，产值11350元。以3306综放工作面为例，上顺槽长度为860m，可多出煤19522t，产值为970多万元，直接经济效益非常可观。本项目的经济效益十分显著。（2）本项目采用的支护方式，材料节约，施工方式简单，减少了工人的劳动强度，有很好的社会和经济效益。（3）在我矿的巷道掘进中，遇到沿空掘巷的情况比较多，本项目尤其适用于煤层埋藏浅和地质构造相对稳定的采区，对解决沿空掘巷的问题提供了很好的技术支持。 应用盖章（盖章） 年 月 日附件3：科技成果评价意见成果名称小煤柱（2m

9、）长距离大断面沿空掘巷的支护技术研究应用单位兴隆庄煤矿综掘二队应用时间2007年10月至今评价意见（技术、经济效益）：评价单位: 盖章 负责人（签字） 年 月 日技术工作报告一、选题1、现状调查兴隆庄煤矿综放工作面目前普遍采用留4m煤柱沿空掘巷的巷道布置方式，由于煤层赋存较厚（8-9m），煤柱损失较大，随着3煤可采储量的减小，如何进一步减小煤柱宽度，提高煤炭回收率，有重要意义。但是随着开采深度的增加，现有的留4m左右煤柱掘进的巷道变形较严重，维修工作量较大。2、选题理由实践表明，现有的留4m左右煤柱并不能起到有效的护巷作用和隔离采空区的作用，反而增加了煤柱水平变形，并使底鼓变形加剧。因此，本课

10、题提出了采用2m小煤柱沿空掘巷方案，以解决上述问题。该方法的研究具有重大的技术与经济意义，是对现有采煤方法的一次大的创新。3、目的意义本项目的研究，进一步减小了煤柱的宽度，有利于提高煤炭的回收率，有重要的经济意义。根据我矿的实际情况，采用2m的煤柱，研究出适合我矿小煤柱沿空巷道有效支护方式，总结出靠近采空区边缘的应力降低区，减少了支护费用，降低了劳动强度，取得很好的社会效益。二、研究与实践过程1、选题的科学原理与方法国内外综放工作面开采过程中，留4-6m小煤柱掘巷，是较为普遍采用的一种方法。但随着开采深度及开采强度的增加，4-6m小煤柱掘巷的大变形问题日益突出，自然发火问题也随着加剧。如何解决

11、沿空巷道的掘进与维护问题，已经成为影响综放开采技术顺利发展的具有普遍性的重大课题。结合兴隆庄煤矿的实际情况，进行了小煤柱（2m）长距离大断面沿空掘巷和小煤柱的有效支护与加固问题的适用型和经济型研究，提出2m煤柱长距离沿空综掘支护技术工艺和沿空掘巷的矿压控制，并探索出了一条如何使沿空巷道稳定和实现2m煤柱沿空掘巷防灭火安全生产的有效途径。【具体施工方法】：（1）采用小煤柱沿空掘进，沿空侧采用矩形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1500mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆，实体煤侧采用梯形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1800mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆。

12、顶板采用梯形钢带和锚索联合支护的方式，均匀布置六颗长2450mm，22mm的T型锚杆。（2）考虑偏心受压、动载作用、流变情况下的2m小煤柱稳定性；并进行全长锚固的锚杆支护，和较好的预紧力。顶板也采用全长锚固或加长锚固，并采用锚索加强顶板并加强超前支护问题。（3）在巷道维护期间，加强矿压观测，每隔30米顶板和两帮各打一个离层仪，观测顶板和两帮的变形量。2、实践过程此项技术在我矿3306综放工作面、B4318综放工作面、B4320综放工作面三个工作面的巷道掘进中得到了应用，在回采过程中也满足了行人、运输、通风的需要，取得了很好的效果。三、取得的效果（1）本项目的研究成功后，使现有留设煤柱（4m左右

13、）改为2m煤柱，由于我矿煤层的平均厚度为8.6m，每米就可多产出22.7t左右，按每吨500元计算，产值11350元。以3306综放工作面为例，上顺槽长度为860m，可多出煤19522t，产值为970多万元，直接经济效益非常可观。本项目的经济效益十分显著。（2）本项目采用的支护方式，材料节约，施工方式简单，减少了工人的劳动强度，有很好的社会和经济效益。（3）在我矿的巷道掘进中，遇到沿空掘巷的情况比较多，本项目尤其适用于煤层埋藏浅和地质构造相对稳定的采区，对解决沿空掘巷的问题提供了很好的技术支持。四、技术的完善小煤柱（2m）长距离大断面沿空掘巷的支护技术将会在我矿大力推广，也会遇到复杂的地质条件

14、，在今后的工程施工过程当中，我们会继续对该技术进行完善，为矿井实现最大的经济效益和社会效益。3306综放工作面沿空掘巷介绍：3306工作面，位于三采区东北侧，南西方向为已回采的3305综放工作面，南东方向与五采区相邻，北东至肖家庄二号断层。如图1-1、1-2所示。本工作面所采煤层为二叠系月门沟统山西组底部之3煤，以亮煤为主，含镜煤条带，属半亮型煤。煤层倾角112°，平均5.5°。煤层结构复杂，在距顶板2.83.0m发育一厚0.03m左右之炭质粉砂岩夹矸，煤层走向NWN，倾向NEE。煤层厚度一般在7.109.14m，平均8.60m。普氏硬度f=2.3。埋深为370m。针对3306综放工作面上顺槽的沿空掘巷情况采取以下技术措施：（1）采用小煤柱沿空掘进，沿空侧采用矩形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1500mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆，实体煤侧采用梯形断面，帮部布置四棵锚杆，采用长1800mm，20mm的T型螺帽型单向左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆。顶板采用梯形钢带和锚索联合支护的方式，均匀布置六颗长2450mm，22mm的T型锚杆